(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子銃から出射された電子ビームをターゲットに入射させて、前記ターゲットからＸ線を放射させるＸ線発生装置であって、
前記電子銃から出射された前記電子ビームが通過する電子通路と、
前記ターゲットを支持する支持部材と、
前記支持部材を前記電子通路の出射端部に対して押圧する押圧部材と、
前記出射端部において前記電子通路を包囲するように、前記出射端部と前記支持部材との間に配置された気密封止部材と、
前記出射端部において前記気密封止部材を包囲するように、前記出射端部と前記支持部材との間に設けられた第１の樹脂層と、を備えることを特徴とするＸ線発生装置。
【請求項２】
前記第１の樹脂層は、前記出射端部と前記支持部材との間に配置された樹脂シートであることを特徴とする請求項１記載のＸ線発生装置。
【請求項３】
前記押圧部材は、樹脂からなることを特徴とする請求項１又は２記載のＸ線発生装置。
【請求項４】
前記支持部材と前記押圧部材との間には、第２の樹脂層が設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載のＸ線発生装置。
【請求項５】
前記第２の樹脂層は、前記支持部材と前記押圧部材との間に配置された樹脂シートであることを特徴とする請求項４記載のＸ線発生装置。
【請求項６】
前記支持部材には、内側において前記ターゲットを保持する保持枠が設けられ、
前記押圧部材には、前記保持枠が回転自在に嵌め合わされ、前記電子通路の中心線から偏心した中心線を有する嵌合穴が設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項記載のＸ線発生装置。
【請求項７】
前記第１の樹脂層には、前記支持部材に接触するターゲット電流検出端子が挿通する挿通孔が設けられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項記載のＸ線発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線非破壊検査等においてＸ線源として用いられるＸ線発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のＸ線発生装置として、特許文献１には、電子銃から出射された電子ビームを、電磁コイルを用いてターゲットに集束させ、ターゲットからＸ線を放射させるものが記載されている。
【特許文献１】特許第３９９９３９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、ターゲットの一定の部分に電子ビームが入射し続けると、その部分が劣化してＸ線変換効率が低下するため、Ｘ線発生装置には、ターゲットに対する電子ビームの入射位置を変更し得る構成を採用することが望ましい。
【０００４】
しかしながら、特許文献１記載のＸ線発生装置にあっては、電子通路の出射端部にターゲットを固定するための固定リングを緩めたり取り外したりして、ターゲットに対する電子ビームの入射位置を変更するため、その度に電子通路内の真空状態が破られてしまうことがある。
【０００５】
そこで、本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、電子通路内の真空状態を保持しつつターゲットに対する電子ビームの入射位置を変更することができるＸ線発生装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係るＸ線発生装置は、電子銃から出射された電子ビームをターゲットに入射させて、ターゲットからＸ線を放射させるＸ線発生装置であって、電子銃から出射された電子ビームが通過する電子通路と、ターゲットを支持する支持部材と、支持部材を電子通路の出射端部に対して押圧する押圧部材と、出射端部において電子通路を包囲するように、出射端部と支持部材との間に配置された気密封止部材と、出射端部において気密封止部材を包囲するように、出射端部と支持部材との間に設けられた第１の樹脂層と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
このＸ線発生装置では、ターゲットを支持する支持部材と電子通路の出射端部との間に第１の樹脂層が設けられているため、支持部材が第１の樹脂層上を滑るように移動することで、押圧部材によって支持部材が出射端部に対して押圧された状態で、支持部材を摺動させることができる。このとき、支持部材と出射端部との間の気密性は、出射端部において電子通路を包囲するように、出射端部と支持部材との間に配置された気密封止部材によって確保される。従って、このＸ線発生装置によれば、電子通路内の真空状態を保持しつつターゲットに対する電子ビームの入射位置を変更することが可能となる。
【０００８】
本発明に係るＸ線発生装置においては、押圧部材が樹脂からなるか、或いは、支持部材と押圧部材との間に第２の樹脂層が設けられていることが好ましい。これらの場合、支持部材をより円滑に摺動させることができる。
【０００９】
なお、第１の樹脂層や第２の樹脂層は、樹脂シートであることが好ましい。支持部材の摺動によってすり減ったり、発熱やＸ線の照射等によって劣化したりした場合に、交換が可能となる。
【００１０】
本発明に係るＸ線発生装置においては、支持部材には、内側においてターゲットを保持する保持枠が設けられ、押圧部材には、保持枠が回転自在に嵌め合わされ、電子通路の中心線から偏心した中心線を有する嵌合穴が設けられていることが好ましい。この場合、押圧部材の嵌合穴に嵌め合わされた支持部材の保持枠を回転させることで、ターゲットに対する電子ビームの入射位置を容易に且つ確実に変更することが可能となる。
【００１１】
本発明に係るＸ線発生装置においては、第１の樹脂層には、支持部材に接触するターゲット電流検出端子が挿通する挿通孔が設けられていることが好ましい。この場合、ターゲットを支持する支持部材と電子通路の出射端部との間に第１の樹脂層を介在させても、ターゲット電流を正確に検出することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、電子通路内の真空状態を保持しつつターゲットに対する電子ビームの入射位置を変更することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
［第１の実施形態］
【００１４】
図１は、第１の実施形態のＸ線発生装置の断面図である。図１に示されるように、Ｘ線発生装置１は、電子銃２のフィラメントＦから出射された電子ビームＥをターゲットユニットＴのターゲット５に入射させて、ターゲット５から前方（電子ビームＥの進行方向前側を「前」とし、同後側を「後」とする）にＸ線を放射させる装置である。Ｘ線発生装置１は、フィラメントＦやターゲットユニットＴの交換が可能な開放型と称される装置であり、電子銃２を収容する円筒形状の本体部３と、本体部３の前端部にヒンジ部４を介して傾動自在に接続された円筒形状の開放部６と、を備えている。Ｘ線発生装置１では、ヒンジ部４を介して開放部６を横倒しにすることで、本体部３の前端部を開放させ、フィラメントＦを交換することができる。
【００１５】
開放部６は、後端部において一体的に接続された内筒部８ａ及び外筒部８ｂからなる二重円筒部８と、外筒部８ｂの前端部に固定ネジ１４によって固定された円錐台形状の出射端部１３と、を有している。内筒部８ａ内には、電子ビームＥの進行方向に延在するステンレス鋼製のパイプ部材９が挿入されており、内筒部８ａと外筒部８ｂとの間には、アルミニウム製のボビン１１にエナメル線を巻き付けてなる電磁コイル１２が配置されている。二重円筒部８及び出射端部１３は、軟鉄等の磁性材料からなり、電磁コイル１２によって生じる磁束が通過する磁気回路の一部を構成している。
【００１６】
電子銃２から出射された電子ビームＥは、本体部３内に開口したパイプ部材９の後端部を介して、パイプ部材９内を進行する。つまり、パイプ部材９は、電子銃２から出射された電子ビームＥが通過する電子通路７の一部を構成しており、電子通路７の中心線Ｌ１を中心線としている。電磁コイル１２は、電子通路７を通過する電子ビームＥをターゲット５に集束させる。
【００１７】
図２は、図１に示されたＸ線発生装置の要部断面図である。図２に示されるように、出射端部１３の内側には、ステンレス鋼製のアパーチャ部材１７が配置されている。アパーチャ部材１７は、前側に開口した有底円筒形状の本体部１５と、本体部１５の前端部に一体的に形成された円板形状のフランジ部１６と、を有している。本体部１５は、パイプ部材９の前端部内に挿入されており、フランジ部１６は、出射端部１３に固定ネジ２２によって固定されている。
【００１８】
本体部１５の底部は、電子ビームＥを絞る電子通過孔１８が設けられたアパーチャ部１９を含んでいる。電子通過孔１８は、電子通路７の中心線Ｌ１を中心線としており、電子通過孔１８の内壁面１８ａは、ネジ山及びネジ溝が形成されることにより凹凸面となっている。ここで、パイプ部材９の内壁面９ａが滑らかであることから、本体部１５の電子通過孔１８の内壁面１８ａは、本体部１５に対して電子銃２側に位置するパイプ部材９の内壁面よりも粗い凹凸面となっている。
【００１９】
本体部１５内には、後側に開口した有底円筒形状のアパーチャ部材２１が挿入されている。アパーチャ部材２１の底部は、電子ビームＥを絞る電子通過孔２３が設けられたアパーチャ部２４を含んでおり、アパーチャ部２４は、出射端部１３の出射孔１３ａ内に挿入されている。電子通過孔２３及び出射孔１３ａは、電子通路７の中心線Ｌ１を中心線としている。
【００２０】
以上により、Ｘ線発生装置１においては、パイプ部材９、本体部１５、アパーチャ部材２１及び出射端部１３によって電子通路７が構成されている。電磁コイル１２は、電子通路７を通過する電子ビームＥをターゲット５に集束させるが、電磁コイル１２のレンズ中心は、アパーチャ部１９とアパーチャ部２４との間における中心線Ｌ１上に位置している。従って、アパーチャ部１９は、発散する電子ビームＥの周縁部分をカットして電子ビームＥを絞り、アパーチャ部２４は、集束する電子ビームＥの周縁部分をカットして電子ビームＥを絞ることになる。
【００２１】
出射端部１３の前面１３ｂには、出射端部１３において電子通路７に臨む（すなわち、出射孔１３ａに臨む）開口２５ａが設けられた樹脂シート（第１の樹脂層）２５が配置されており、樹脂シート２５の前面には、ターゲットユニットＴが配置されている。樹脂シート２５は、電気絶縁性の樹脂材料（例えば、ポリイミド）からなる。ターゲットユニットＴは、ターゲット５を支持する円形薄板形状の支持部材２６を有しており、支持部材２６の後面は、樹脂シート２５の前面に接触している。支持部材２６は、ステンレス鋼からなり、支持部材２６には、円形状の外形を有する保持枠２７が一体的に形成されている。保持枠２７には、ベリリウム製のＸ線出射板２８が固定されおり、Ｘ線出射板２８の後面には、タングステン製のターゲット５が形成されている。保持枠２７は、樹脂シート２５の開口２５ａを介して出射孔１３ａに臨むように、内側においてターゲット５を保持している。
【００２２】
支持部材２６は、電気絶縁性の樹脂からなるキャップ状の押圧部材２９によって出射端部１３に対して押圧されている。出射端部１３と支持部材２６との間には、樹脂シート２５の開口２５ａの内側に位置し、且つ出射端部１３において電子通路７を包囲するように（すなわち、出射孔１３ａを包囲するように）、真空を保持するための気密封止部材としてＯリング３１が配置されている。押圧部材２９は、その嵌合穴２９ａに支持部材２６の保持枠２７が嵌め合わされ、且つＯリング３１が押圧されて支持部材２６の後面が樹脂シート２５の前面に接触した状態で、樹脂シート２５と伴に、固定ネジ３３（図３参照）によって出射端部１３に固定されている。Ｘ線発生装置１では、押圧部材２９を取り外すことで、ターゲットユニットＴを交換することができる。なお、固定ネジ３３は、押圧部材２９の前面から前方に突出していないため、Ｘ線の被照射物をＸ線出射板２８により近接させることができる。また、Ｏリング３１の位置決め溝は、支持部材２６の後面に限定されず、出射端部１３の前面に設けられてもよい。
【００２３】
出射端部１３及びアパーチャ部材１７のフランジ部１６には、ターゲット電流検出端子３２が取り付けられており、樹脂シート２５には、ターゲットユニットＴの支持部材２６の後面に接触するようにターゲット電流検出端子３２を挿通させる挿通孔２５ｂが設けられている。なお、Ｘ線発生装置１の動作時には、電子通路７等、電子ビームＥが通過する空間に対して真空引きが行われる必要があるため、図１，２に示されるように、本体部３と開放部６との間、アパーチャ部材１７とパイプ部材９との間、アパーチャ部材１７と出射端部１３との間等には、気密封止部材としてのＯリング４１が配置されている。
【００２４】
図３は、図１に示されたＸ線発生装置の要部分解斜視図である。図３に示されるように、押圧部材２９に設けられた嵌合穴２９ａは、電子通路７の中心線Ｌ１から偏心した中心線Ｌ２を有している。そして、ターゲット５を内側において保持する保持枠２７は、押圧部材２９の嵌合穴２９ａに回転自在に嵌め合わされている。従って、ターゲット５に対する電子ビームＥの入射位置Ｐは、ターゲット５の回転中心Ｃから外れることになる。
【００２５】
以上のように構成されたＸ線発生装置１においては、電子通路７等、電子ビームＥが通過する空間に対して真空引きが行われつつ、電子銃２のフィラメントＦから電子ビームＥが出射される。出射された電子ビームＥは、電子通路７を通過している最中に、電磁コイル１２によってターゲットユニットＴのターゲット５に集束させられる。これにより、ターゲット５における電子ビームＥの集束スポットから前方にＸ線が放射することになる。
【００２６】
ところで、Ｘ線発生装置１においては、ターゲット５を支持する支持部材２６と電子通路７の出射端部１３との間に樹脂シート２５が配置されていると共に、樹脂からなる押圧部材２９の嵌合穴２９ａに支持部材２６の保持枠２７が回転自在に嵌め合わされている。つまり、支持部材２６がその両面を樹脂層に挟まれた状態となっているため、押圧部材２９によって支持部材２６が出射端部１３に対して押圧された状態でも、押圧部材２９の嵌合穴２９ａの中心線Ｌ２回りに支持部材２６と樹脂シート２５との間を滑るように支持部材２６を円滑に摺動させて回転させることができる。このとき、ターゲット５に対する電子ビームＥの入射位置Ｐがターゲット５の回転中心Ｃから外れていることから、ターゲット５に対する電子ビームＥの入射位置が変更されることになる。しかも、支持部材２６と出射端部１３との間の気密性は、出射端部１３において電子通路７を包囲するように配置されたＯリング３１、及び出射端部１３において電子通路７に臨む開口が設けられた樹脂シート２５よって確保される。従って、Ｘ線発生装置１によれば、電子通路７内の真空状態を保持しつつターゲット５に対する電子ビームＥの入射位置Ｐを変更することが可能となる。
【００２７】
なお、支持部材２６の回転を容易にするために、支持部材２６には、係止部を設けることが好ましい。例えば、図４に示されるように、支持部材２６の保持枠２７に係止部として差込穴２７ａを設け、差込穴２７ａに冶具５０の一対の差込ピン５１を差し込んで冶具５０を回転させることにより、支持部材２６の回転を行う。このように、押圧部材２９の嵌合穴２９ａに嵌め合わされた支持部材２６の保持枠２７を回転させることで、ターゲット５に対する電子ビームＥの入射位置Ｐを容易に且つ確実に変更することが可能となる。なお、支持部材２６を回転させるための係止部は、差込穴２７ａのような孔状ではなく、突起状でもよいが、Ｘ線の被照射物をＸ線出射板２８により近接させたい場合には、孔状の方が好ましい。
【００２８】
また、ターゲット５を支持する支持部材２６は、樹脂シート２５及び樹脂製の押圧部材２９によって挟まれることで、出射端部１３から電気的に絶縁されており、樹脂シート２５には、支持部材２６に接触するターゲット電流検出端子３２が挿通する挿通孔２５ｂが設けられている。そのため、出射端部１３での電気的変動の影響を受けることなく、ターゲット電流を正確に検出することができる。
［第２の実施形態］
【００２９】
図５は、第２の実施形態のＸ線発生装置の要部断面図であり、図６は、図５に示されたＸ線発生装置の要部分解斜視図である。図５，６に示されるように、第２実施形態のＸ線発生装置１は、支持部材２６と押圧部材２９との間に樹脂シート（第２の樹脂層）３４が配置されている点で、上述した第１実施形態のＸ線発生装置１と異なっている。樹脂シート３４は、電気絶縁性の樹脂材料（例えば、ポリイミド）により円環状に形成されており、支持部材２６の前面と押圧部材２９の後面との間に介在させられる本体部３４ａと、保持枠２７の側面と嵌合穴２９ａの側面との間に介在させられる立設部３４ｂと、を有している。
【００３０】
このように構成されたＸ線発生装置１によれば、押圧部材２９を金属製としても、支持部材２６を樹脂層で挟むことができるので、支持部材２６の電気的絶縁性を確保してターゲット電流を正確に検出することができると共に、ターゲット５に対する電子ビームＥの入射位置Ｐを変更する際に支持部材２６を円滑に摺動させることができる。
【００３１】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。
【００３２】
例えば、図７に示されるように、支持部材２６の保持枠２７に対して押圧部材２９の嵌合穴２９ａを大きく形成することにより、電子通路７の中心線Ｌ１と略直交する面内において支持部材２６を摺動させるようにしてもよい。この場合にも、電子通路７内の真空状態を保持しつつターゲット５に対する電子ビームＥの入射位置Ｐを変更することができる。
【００３３】
更に、Ｘ線発生装置１は、単コイル型の構造を有するものに限定されず、二段コイル型の構造を有するものであってもよい。また、樹脂シートの材料は、ポリイミドに限らず、電気絶縁性を有し、Ｘ線に対しての耐久性が高い樹脂ならば、他の材料でもよい。例えば、ポリサルフォン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイド等でもよい。また、樹脂シートの替わりに、蒸着や塗布によって樹脂膜を形成してもよく、例えばポリイミドの蒸着によって樹脂層を形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】第１の実施形態のＸ線発生装置の断面図である。
【図２】図１に示されたＸ線発生装置の要部断面図である。
【図３】図１に示されたＸ線発生装置の要部分解斜視図である。
【図４】図１に示されたＸ線発生装置の要部斜視図である。
【図５】第２の実施形態のＸ線発生装置の要部断面図である。
【図６】図５に示されたＸ線発生装置の要部分解斜視図である。
【図７】他の実施形態のＸ線発生装置の要部斜視図である。
【符号の説明】
【００３５】
１…Ｘ線発生装置、２…電子銃、５…ターゲット、７…電子通路、１２…電磁コイル、１３…出射端部、２５…樹脂シート（第１の樹脂層）、２５ａ…開口、２５ｂ…挿通孔、２６…支持部材、２７…保持枠、２９…押圧部材、２９ａ…嵌合穴、３１…Ｏリング（気密封止部材）、３２…ターゲット電流検出端子、３４…樹脂シート（第２の樹脂層）、Ｅ…電子ビーム、Ｌ１，Ｌ２…中心線。
【図１】
0005221215.tif 000002
【図２】
0005221215.tif 000003
【図３】
0005221215.tif 000004
【図４】
0005221215.tif 000005
【図５】
0005221215.tif 000006
【図６】
0005221215.tif 000007
【図７】
0005221215.tif 000008